2020年岩土工程师专业考试考点串讲：单桩轴向承载力的确定

　　(一)桩身结构的承载力

　　确定桩身结构的承载力应该考虑以下三个方面的问题：

　　(1)施工起吊和运输的强度设计，此为施工领域问题，预制桩多有标准设计;

　　(2)沉桩施工中的锤击动应力和瞬间动荷载作用下的结构强度温度;

　　(3)长期荷载作用下桩身材料强度的确定。

　　对于钢筋混凝土桩的单桩轴向承载力设计值 R，可按下式计算

　　R = j ( jc f c + f 'y Ag )(17-105)

　　(二)土对桩的支承力

　　《地基规范》规定：初步设计时，单桩竖向承载力特征值可按下列公式估算

　　Ra = q pa Ap + u P åq sia li (17-106)

　　当桩端嵌入完整及较完整的硬质岩中时，可按下式估算单桩的竖向承载力特征值 Ra = q pa Ap (17-107)

　　式中：qpa —桩端岩石承载力特征值。

　　(三)按静载荷试验确定单桩承载力

　　《地基规范》规定单桩竖向承载力特征值，应通过单桩竖向静载荷试验确定。同一条件下试桩数量，不宜少于总桩数的 1%，并不应少于 3 根。

　　当桩端持力层为密实砂卵石或其他承载力类似的土层时，对单桩承载力很高的大直径端承型桩，可采用深层平板载荷试验确定桩端土承载力特征值。地基基础设计等级为丙级的建筑物，可采用静力触探或标准贯入试验参数确定 Ra 值。

　　挤土桩宜在设置桩后隔一段时间开始静载荷试验，对预制桩，打入砂土中后 7d，如为粘性土，应视土

　　的强度恢复而定，一般不得少于 15d，对饱和粘性土不得少于 25d。至于灌注桩，尚应待桩身混凝土达到设

　　计强度后，才能进行试桩。

　　1.加载方式与稳定判断

　　试验的加荷方式应尽可能再现桩的实际工作情况。《地基规范》规定：每级加载量宜为预估极限荷载的 1/5-1/8(且不小于 8 级)。每级荷载作用下，桩顶沉降量每 1h 不超过 0.1mm，即视为已达到稳定，可加下一级荷载。当出现下列情况之一者，即终止加载：

　　(1)当荷载-沉降(Q-s)曲线上有可判定极限承载力的陡降段，且桩顶总沉降量超过 40mm;

　　(2) D sn+1 /D sn ≥2，且经 24h 尚未达到稳定;

　　(3)25m 以上的非嵌岩桩，Q-s 曲线呈缓变型时，桩顶总沉降量大于 60～80mm;

　　(4)在特殊条件下，可根据具体要求加载至桩顶，总沉降量大于 100mmo 注：①D Sn—第 n 级荷载的沉降增量。

　　D sn+1 —第 n+l 级荷载的沉降增量。

　　②桩底支承在坚硬岩(土)层上，桩的沉降量很小时，最大加载量不应小于设计荷载的两倍。

　　卸载观测：每级卸载值为加载值的两倍。卸载后每隔 15 min 测读一次，读两次后，隔半小时再读一次，即可卸下一级荷载。全部卸载后，隔 3～4h 再测读一次。

　　2.单桩极限承载力的确定

　　桩的承载力可通过试验曲线所反映的变形特征分析确定。

　　单桩竖向极限承载力应按下列方法确定：

　　(1)作荷载-沉降(Q-s)曲线和其他辅助分析所需的曲线。

　　(2)当陡降段明显时，取相应于陡降段起点的荷载值。

　　(3)当出现《地基规范》附录 Q.0.8 第 2 款的情况时，取前一级荷载值。

　　(4)Q-s 曲线呈缓变型时，取桩顶总沉降量 s=40mm 所对应的荷载值，当桩长大于 40m 时，宜考虑桩身的弹性压缩。

　　(5)按上述方法判断有困难时，可结合其他辅助分析方法综合判定。对桩基沉降有特殊要求者，应根据具体情况选取。

　　(6)参加统计的试桩，当满足其极差不超过平均值的 30%时，可取其平均值为单桩竖向极限承载力。极差超过平均值的 30%时，宜增加试桩数量并分析离散过大的原因，结合工程具体情况确定极限承载力。

　　注：对桩数为 3 根及 3 根以下的柱下桩基，取最小值。

　　(7)将单桩竖向极限承载力除以安全系数 2，为单桩竖向承载力特征值 Ra 。

　　(四)根据原位测试参数确定单桩承载力

　　可采用静力触探及标准贯入试验参数确定。

　　(五)根据岩石饱和单轴抗压强度确定单桩承载力

　　嵌岩灌注桩按端承桩设计，要求桩底以下 3 倍桩径范围内无软弱夹层、断裂带、洞隙分布，在桩端应力扩散范围内无岩体临空面。其端承力按嵌岩深度及施工条件确定，可查规范表格。

　　(六)经验法确定单桩承载力

　　若较小工程，附近又有条件类似的成功桩基础，可借鉴其单桩承载力选用。对具体工程应用以上各方法对照比较综合分析后确定单桩承载力。四、群桩承载力